KR100224368B1 - 점화플러그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 연소실 내에 압축된 혼합기를 전기 불꽃으로 적절한 시기에 점화하여 연소시키는 점화장치에 관한 것으로서, 특히 중심축의 하측에 설치된 중심전극과, 상기 중심전극과 소정의 간극을 갖도록 설치된 접지전극과, 상기 중심전극을 둘러싸도록 설치된 절연체와, 상기 절연체를 보호하는 셸을 포함하여 구성되어 상기 중심전극과 접지전극 사이의 간극에서 발생된 불꽃으로 연소실 내의 혼합기를 연소시키는 점화플러그에 있어서, 상기 접지전극은 그 끝단이 상기 중심전극의 하면과 대향되도록 설치된 정면전극과, 그 끝단이 상기 중심전극의 측면과 대향되도록 설치된 측면전극으로 구성된 점화플러그를 제공함으로써 상기 중심전극과 접지전극 사이의 간극에서 발생된 불꽃 파형의 범위가 확대되어 연소실 내의 혼합기가 완전연소되고, 그 결과 대기 중으로 방출되는 유해가스의 양이 감소되고 엔진의 출력이 증가되도록 한 것이다.

Description

점화플러그

본 발명은 엔진의 연소실 내에 압축된 혼합기를 전기 불꽃으로 적절한 시기에 점화하여 연소시키는 점화장치에 관한 것으로서, 특히 점화코일로부터 고압전류를 받아 중심전극과 접지전극 사이의 간극에서 불꽃을 발생시키는 점화플러그에 관한 것이다.

일반적으로 점화플러그는 각 실린더에 1개씩 배치되고, 점화코일에서 발생한 고압전류를 중심전극에 받아 접지전극과의 간극에 불꽃을 발생시켜 연소실 내에서 압축된 혼합가스를 점화, 연소시키는 작용을 한다. 이 불꽃이 튈 때 점화플러그는 약 2000℃, 40㎏f/㎠에 달하는 고온, 고압이 되고, 또 1만 볼트 이상 되는 고전압을 전극 간극에 도입시켜야 하므로 내열성, 절연성, 기밀성에서 뛰어나고 화학적으로도 안정되어야 한다. 또 엔진의 회전상태에 따라 항상 전극부의 온도가 적절히 유지되어야 한다.

종래 기술에 의한 점화플러그는 도 1에 도시된 바와 같이 전극(electrode), 절연체(insulator ; 3), 중심축(4) 및 셸(shell ; 5)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 전극은 상기 중심축(4)의 하측에 설치된 중심전극(1)과, 상기 중심전극(1)과 소정의 간극을 갖도록 상기 셸(5)의 하단에 설치된 접지전극(2)으로 되어 있으며, 일반적으로 상기 중심전극(1)과 접지전극(2)은 그 사이의 간극이 축전지 점화식일 때는 0.7∼1.0㎜, 마그네트 점화식일 때는 0.5∼0.7㎜을 갖도록 설치된다.

또한, 상기 절연체(3)는 세라믹으로 만들어지며, 전극선단부에서 발생되는 다량의 열을 실린더 헤드로 방출하는 경로이므로 이 경로의 장단에 따라서 점화플러그의 방열정도가 좌우되는 중요한 부분이다.

또한, 상기 셸(5)은 상기 절연체(3)를 보호하는 부분과, 실린더 헤드의 태핑 홀(tapping hole)에 설치되는 하측의 나사부분과, 렌치(wrench)를 끼우기 위한 상측의 평면부분으로 되어 있으며 탄소강으로 만들어진다.

상기와 같이 구성된 종래의 점화플러그는 상기 중심전극(1)과 접지전극(2) 사이의 간극에서 발생된 불꽃으로 연소실 내의 혼합가스를 연소시키게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 점화플러그는 오랜 기간동안 사용한 경우나 또는 전부하(full throttle)시 과다 혼합기가 유입되어 점화플러그가 젖는 경우, 상기 중심전극(1)과 접지전극(2)의 간극에서 발생된 불꽃 파형의 범위가 작게 한정되어 있기 때문에 불완전연소되는 혼합기의 양이 증가하여 대기 중으로 방출되는 유해가스의 양이 증가됨과 아울러 출력이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 끝단이 중심전극의 하면과 대향되도록 설치된 정면전극과, 끝단이 상기 중심전극의 측면과 대향되도록 설치된 측면전극으로 구성된 접지전극을 구비함으로써 상기 중심전극과 접지전극 사이의 간극에서 발생된 불꽃 파형의 범위가 확대되어 연소실 내의 혼합기가 완전연소되고, 그 결과 대기 중으로 방출되는 유해가스의 양이 감소되고 엔진의 출력이 증가되도록 하는 점화플러그를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 점화플러그가 도시된 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 점화플러그가 도시된 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 점화플러그의 전극부가 도시된 확대도,

도 4a는 본 발명에 따른 중심전극의 정면도,

도 4b는 도 4a의 저면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

51 : 중심전극 53 : 절연체

54 : 중심축 55 : 셸

57 : 정면전극 59 : 측면전극

59 : 백금팁

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 점화플러그의 특징은 중심축의 하측에 설치된 중심전극과, 상기 중심전극과 소정의 간극을 갖도록 설치된 접지전극과, 상기 중심전극을 둘러싸도록 설치된 절연체와, 상기 절연체를 보호하는 셸을 포함하여 구성되어 상기 중심전극과 접지전극 사이의 간극에서 발생된 불꽃으로 연소실 내의 혼합기를 연소시키는 점화플러그에 있어서, 상기 접지전극은 그 끝단이 상기 중심전극의 하면과 대향되도록 설치된 정면전극과, 그 끝단이 상기 중심전극의 측면과 대향되도록 설치된 측면전극으로 구성된 것이다.

또한, 본 발명의 부가적인 특징은, 상기 중심전극은 상기 측면전극과 대향되는 면이 반타원형이 되도록 그 일측이 경사지게 절단되고, 상기 중심전극과 접지전극은 각각 그 끝단면에 원형의 백금팁이 부착되는데 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 중심전극과 접지전극 사이의 간극에서 발생된 불꽃 파형의 범위가 확대되고 파형의 도달거리도 길어져 연소실 내의 혼합기가 완전연소되므로 대기 중으로 방출되는 유해가스의 양이 감소되어 저공해성이 향상되고 엔진의 출력이 증가되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 점화플러그가 도시된 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 점화플러그의 전극부가 도시된 확대도, 도 4a는 본 발명에 따른 중심전극의 정면도, 도 4b는 도 4a의 저면도이다.

본 발명에 따른 점화플러그는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 전극, 절연체(53), 중심축(54) 및 셸(55)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 전극은 상기 중심축(54)의 하측에 설치된 중심전극(51)과, 상기 중심전극(51)과 소정의 간극을 갖도록 상기 셸(55)의 하단에 설치된 접지전극으로 구성되는데, 상기 접지전극은 그 끝단이 상기 중심전극(51)의 하면과 대향되도록 설치된 정면전극(57)과, 그 끝단이 상기 중심전극(51)의 측면과 대향되도록 설치된 측면전극(58)으로 되어 있다.

또한, 상기 중심전극(51)은 상기 측면전극(58)과 대향되는 면이 반타원형이 되도록 그 일측이 경사지게 절단되고, 상기 중심전극(51)과 정면전극(57)과 측면전극(58)은 각각 그 끝단면에 원형의 백금팁(59)이 부착되어 있다.

또한, 상기 절연체(53)는 세라믹으로 만들어지며, 전극선단부에서 발생되는 다량의 열을 실린더 헤드로 방출하는 경로이므로 이 경로의 장단에 따라서 점화플러그의 방열정도가 좌우되는 중요한 부분이다.

또한, 상기 셸(55)은 상기 절연체(53)를 보호하는 부분과, 실린더 헤드의 태핑 홀(tapping hole)에 설치되는 하측의 나사부분과, 렌치(wrench)를 끼우기 위한 상측의 평면부분으로 되어 있으며 탄소강으로 만들어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 점화플러그는 상기 중심전극(51)과 접지전극 사이의 간극에서 발생된 불꽃으로 연소실 내의 혼합가스를 연소시키게 된다. 이때, 상기 접지전극은 정면전극(57)과 측면전극(58) 두 개로 이루어져 상기 중심전극(51)과 정면전극(57), 그리고 중심전극(51)과 측면전극(58) 사이의 간극에서 각각 불꽃 방전이 일어나게 되므로 불꽃 파형의 범위가 확대되고 파형의 도달거리도 길어져 연소실 내에 존재하는 혼합기가 완전연소하게 된다. 따라서, 동일 혼합기량당 출력량이 증가되고 동일 혼합기량당 불완전연소율이 감소되어 대기 중으로 방출되는 유해가스량이 감소된다.

또한, 상기 중심전극(51)과 접지전극, 즉 정면전극(57)과 측면전극(58)은 각각 모두 그 끝단면에 백금팁(59)이 부착되어 있으므로 전극의 내구성이 대폭적으로 향상된다. 따라서, 오랜 기간동안 사용한 후에도 안정된 불꽃을 얻을 수 있게 되어 상기한 혼합기의 완전연소를 돕는 작용을 한다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 점화플러그는 끝단이 중심전극(51)의 하면과 대향되도록 설치된 정면전극(57)과 끝단이 상기 중심전극(51)의 측면과 대향되도록 설치된 측면전극(58)으로 구성된 접지전극을 구비함으로써 상기 중심전극(51)과 접지전극 사이의 간극에서 발생된 불꽃 파형의 범위가 확대되고 파형의 도달거리도 길어져 연소실 내의 혼합기가 완전연소되고, 그 결과 대기 중으로 방출되는 유해가스의 양이 감소되어 저공해성이 향상되며 엔진의 출력이 증가되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 중심전극(51)과 정면전극(57)과 측면전극(58)의 끝단면에 각각 원형의 백금팁(59)이 부착됨으로써 전극의 내구성이 향상되어 장기간동안 안정된 불꽃을 얻을 수 있게 되며, 그로 인해 혼합기의 완전연소가 촉진되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 중심축의 하측에 설치된 중심전극과, 상기 중심전극과 소정의 간극을 갖도록 설치된 접지전극과, 상기 중심전극을 둘러싸도록 설치된 절연체와, 상기 절연체를 보호하는 셸을 포함하여 구성되어 상기 중심전극과 접지전극 사이의 간극에서 발생된 불꽃으로 연소실 내의 혼합기를 연소시키는 점화플러그에 있어서,

   상기 접지전극은 그 끝단이 상기 중심전극의 하면과 대향되도록 설치된 정면전극과, 그 끝단이 상기 중심전극의 측면과 대향되도록 설치된 측면전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 점화플러그.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중심전극은 상기 측면전극과 대향되는 면이 반타원형이 되도록 그 일측이 경사지게 절단된 것을 특징으로 하는 점화플러그.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 중심전극과 접지전극은 각각 그 끝단면에 원형의 백금팁이 부착된 것을 특징으로 하는 점화플러그.

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